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XuetangX

数字信号处理

National University of Defense Technology via XuetangX

Overview

       数字信号处理一直是国防科技大学的一门王牌课、品牌课。从1977年开始,我校就率先在全国开展数字信号处理教学和科研工作。在孙仲康教授和皇甫堪教授的带领下,课程组赴全国十余家高校和研究所开办数字信号处理培训班,构建了“专业基础-理论研讨-工程实践”的本硕博课程体系,在国内数字信号处理领域具有广泛影响力。2008年课程入选湖南省精品课程,2009年入选国家级精品课程。2010年,课程组入选“信号处理系列课程”国家级教学团队,2020年,本课程入选国防科技大学“首批本科优质品牌培育课程”。2021年,被评为湖南省一流本科课程。2022年,被评为国防科技大学首批校级精品课程,首批军队级精品课程。

       在雄厚的教学、科研基础上,本课程不断改革创新,发展为如今的“六个一”:一支工程能力突出,善于讲课的教员队伍;一套成熟并不断更新的教材体系;一个按照工程项目来组织实施的实验教学模式;一个以学生为中心的形成性考核体系;国内第一个信号处理教学案例库;国内第一套案例式信号处理实验教材。

       本课程的基本知识点包括离散傅里叶变换和数字滤波器两大内容,依照“算法→应用→快速实现”的清晰脉络,重心放在“频谱估计”和“系统快速实现”这两个重要应用上。作为一门与工程实践紧密结合的专业基础课,本课程的落脚点就是各种工程实践。实验教学采取“3+2”模式,即3个验证实验和2个综合实验。验证实验内容相对固定,主要考察学生对数字信号处理基础知识的理解和掌握。综合实验从工程案例库中选择,只给出工程需求和技术指标,按照工程项目的方式来组织和验收。

      课程理论教材《数字信号处理》和实验教材《信号处理仿真实验》,都入选“面向新工科的电工电子信息基础课程系列教材”和“教育部高等学校电工电子基础课程教学指导分委员会推荐教材”。理论教材最后一章“信号处理杂谈”,给出若干信号处理典故,以讲故事的方式进行思政教育,力图建设一门“有温度”的专业基础课。实验教材在“案例篇”专门给出了若干工程案例的现场实录,调试经验和源代码,被我校学生誉为“本科毕业设计宝典”,也受到兄弟院校广大教师和学生的好评。

      课程教学多次荣获校、院两级优秀评价,体现了学校品牌课程的高水准。荣获多项教学成果奖,包括军队二等奖(2005),湖南省一等奖(2022),二等奖(2019)和三等奖(2006),学校一等奖(2003,2006,2010)和二等奖(2018)。

Syllabus

  • 第一章 绪论
    • 1.1 数字信号处理概述
    • 1.2 数字信号处理的应用与特点
    • 第一章讨论
  • 第二章 离散时间信号与系统
    • 2.1 模拟信号的采样与插值重构
    • 2.2 “4+2”种傅里叶变换与频率家族
    • 2.3 离散时间信号与系统的时域、频域和z域分析
    • 第二章讨论
    • 第二章扩展资源
  • 第三章 离散傅里叶变换(DFT)
    • 3.1 周期序列的离散傅里叶级数
    • 3.2 有限长序列的离散傅里叶变换
    • 3.3 离散傅里叶变换的性质
    • 3.4 频域采样定理
    • 第三章讨论
    • 第三章扩展资源
  • 第四章 离散傅里叶变换的应用
    • 4.1 分析模拟信号的频谱:基本过程
    • 4.2 分析模拟信号的频谱:增加数据长度与补零的作用
    • 4.3 计算有限长序列的线性卷积:基本过程
    • 4.4 计算有限长序列的线性卷积:分段处理
    • 第四章讨论
    • 第四章扩展资源
  • 第五章 快速傅里叶变换(FFT)
    • 5.1 快速傅里叶变换(FFT)的问世
    • 5.2 DIT-FFT算法
    • 5.3 FFT算法的特点与应用技巧
    • 第五章讨论
    • 第五章扩展资源
  • 第六章 IIR数字滤波器的设计
    • 6.1 数字滤波器的基本概念
    • 6.2 模拟原型滤波器的设计
    • 6.3 脉冲响应不变法
    • 6.4 双线性变换法
    • 第六章讨论
    • 第六章扩展资源
  • 第七章 FIR数字滤波器的设计
    • 7.1 线性相位FIR数字滤波器的特点
    • 7.2 窗函数设计法
    • 7.3 频率采样设计法
    • 第七章讨论
    • 第七章扩展资源
  • 第八章 数字滤波器的实现
    • 8.1 数字滤波器的基本结构
    • 8.2 量化误差与量化效应
    • 8.3 数字滤波器运算中的有限字长效应
    • 第八章讨论
    • 第八章扩展资源
  • 期末考试

    Taught by

    XU KE and WAN JIANWEI

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